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문제 정의
- 이루어졌다. 본 연구에서는 치과용 상부 구조물에 적용되는 고강도 및 마모특성을 가진 상용 3Y-TZP를 물 분위기가 아닌 인공타액 (artificial saliva) 분위기 하에서 헤르찌안 피로시험에 따른 압입손상과 이에 따른 강도 저하 거동에 대해 고찰하였다.
제안 방법
- 6 N로 설정, 0 N까지 감소시키지는 않았다. 모든 시험은 참고문헌에[13] 의거 제조된 인공타액이 가득 담긴 항온조 내에서 실행되었으며 실험에 대한 신뢰성을 높이기 위해 각 실험단계에서 최소 5개의 시편에 대해 같은 실험을 반복하였다.
- 반복 하중 피로 실험 후 각 시편들은 금(gold)으로 코팅하여 손상된 부분을 노말스키 (Nomarski) 간섭 대비를 이용한 반사광학현미경 (ME-600L, Nikon Instech Co., Ltd., Japan)으로 관찰하였다. 압입한 시편들의 강도는 만능시험기 (Instron 4465, USA)를 사용하여 23 MPas-1 의 응력속도 조건하에서 삼구 평판 이축 꺾임강도 시험법으로 측정하였다[1-3].
- 반복 하중 피로시험은 인공타액 (artificial saliva) 분위기에서 반경 3.18 mm의 WC 볼을 이용하여 반복하중의 시작 시 시편에 하중이 급격히 가해지는 것을 방지하기 위해 예비하중으로 19.6 N을 가한 후, 200 N에서 1000 N (알루미나-유리 복합체)과 500 N에서 3000 N(3YTZP)의 하중 범위에서 시행하였다. 동적 피로시험기(Instron 8871, USA)의 크로스헤드 하방에 고정되어 있는 WC 볼 아래 정중앙에 시편을 배열한 후, WC 볼이 시편에 접촉할 때까지 아래로 내려 상온에서 10 Hz 진동수의 반파정류파 (haversinusoidal waveform) 형태로 반복 하중을 가했으나 최소하중은 예비하중과 같은 19.
- 상용 3Y-TZP(Tosoh Inc., Japan)는 원료분말을 직접 사용하여 성형체를 제조한 후 1550℃ 2시간 상압 소결하였고, 인공치관용 알루미나-유리 복합체는 참고문헌에 의거 제조하였다[2]. 소결체의 직경과 두께는 각각 20 mm, 1.
- 치과용 상부구조물 세라믹으로 사용되는 3YTZP의 반복 피로 거동을 인공타액 분위기 하에서 조사하였다. 유사 구강 내 조건 하에서 500-3000 N의 접촉하중을 주면서 복합체의 압입 손상과 강도 변화 거동을 관찰한 결과, 500 N의 하중이 5X105회까지 반복적으로 가하여도 강도 값이 유지되었다.
- 압입한 시편들의 강도는 만능시험기 (Instron 4465, USA)를 사용하여 23 MPas-1 의 응력속도 조건하에서 삼구 평판 이축 꺾임강도 시험법으로 측정하였다[1-3]. 파단 시편들은 같은 방법으로 노말스키 광학 현미경으로 손상에 의한 파괴 시작점과 그 경로를 한 번 더 관찰하였다.
대상 데이터
- 특히, 치아수복용 합금 및 재료의 부식은 구강내의 산도, 습도, 온도, 염도 변화뿐만 아니라 합금의 표면상태도 큰 영향을 미치며 기공이나 석출물이 적을수록 부식저항성이 크다고 발표되었다. 본 연구에 사용된 인공타액은 pH 5.2로 KC1, NaCl, NaH2PO4, Na2S, 요소 등으로 구성되어 있다. 그러므로, 인공타액이 물보다 화학적으로 강한 산성 조건으로 접촉손상에 의해 발생한 균열을 통해 인공타액 침투가 화학적 침식 파괴를 빠르게 진행시키는 것으로 추정된다.
이론/모형
- , Japan)으로 관찰하였다. 압입한 시편들의 강도는 만능시험기 (Instron 4465, USA)를 사용하여 23 MPas-1 의 응력속도 조건하에서 삼구 평판 이축 꺾임강도 시험법으로 측정하였다[1-3]. 파단 시편들은 같은 방법으로 노말스키 광학 현미경으로 손상에 의한 파괴 시작점과 그 경로를 한 번 더 관찰하였다.
성능/효과
- 3000 N 하중 하에서는 반복횟수가 증가함에 따라 파단경로는 접촉손상 외부에서, 접촉테 (contact edge), 손상부위 내부로 전파하였다. IO, 횟수에서 관찰된 압입 흔적에 링균열이 발생하였고 반복하중 횟수가 에서 방사상 균열(Fig. 4)로 전이하여 Fig. 1에서 보는 것처럼 2차 강도저하로 인한 재료수명에 치명적인 영향을 주었다. 균열형상의 전이는 하중 반복 횟수가 증가함에 따라 가속되었으며 방사상 균열은 수명에 치명적 영향을 미치는 것으로 추정된다.
- 치아 수복물은 적어도 끝단의 반경이 2~4 mm인 대합치에 의해 200 N의 저작압이 10*1회 이상 반복적으로 가해지는 상황에서 견디어야 한다[15]. 따라서, 이번 연구에 사용된 3Y-TZP는 500 N 하중에서의 반복 횟수 IO*5회까지 견딜 수 있으므로 물리화학적 특성만을고려한다면 일반적인 구강환경 내에서 인공치아 수복 물로 사용하기에 적합한 것으로 사료된다.
- 상에의해 일어난 파단을 표시한 것이다. 모든 시편들의 강도는 접촉 하중과 무관하게 임의의 접촉 횟수에 도달했을 때 순간적으로 저하되었다. 급격한 강도 저하 현상은 반복 접촉 시 발생하는 균열을 통하여 인공타액이 침투함에 따라 균열성장이 가속화되어 일어나는 것으로 추정된다[13-16].
- 급격한 강도 저하 현상은 반복 접촉 시 발생하는 균열을 통하여 인공타액이 침투함에 따라 균열성장이 가속화되어 일어나는 것으로 추정된다[13-16]. 반복하중 실험 후, 육안으로도 인공타액으로 인하여 접촉손상 주위의 색상이 검게 변화된 것이 관찰되었다. 인공타액 및 체액 등 수용액에서 산화환원 전위에 의해 치아수복물에 전기화학적 부식이 발생한다고 Lee 등[13]에 의해 보고 되었다.
- 유사 구강 내 조건 하에서 500-3000 N의 접촉하중을 주면서 복합체의 압입 손상과 강도 변화 거동을 관찰한 결과, 500 N의 하중이 5X105회까지 반복적으로 가하여도 강도 값이 유지되었다. 그러므로, 3Y-TZP는 구강 환경에서 치과용 인공치아 상부구조물 재료로 적합하였다.
- 인공치아 상부구조물로 사용되는 3Y-TZP는 하중이 증가함에 따라 강도저하 현상이 관찰되었지만, 구강 내의저작 운동은 200 N의 하중으로 실험하중보다 낮은 값으로 인공치아로 사용하기에 적합하였다. 또한, 구강 내 저작 운동 시 직접 하중 및 타액에 노출되는 부분은 인공 치관(Fig.
- 그러므로, 3Y-TZP는 구강 환경에서 치과용 인공치아 상부구조물 재료로 적합하였다. 접촉 하중과 횟수가 증가함에 따라 접촉손상 형태는 취성파괴형 (링 균열)에서 변형형(방사상 균열)으로 전이되었다. 취성에서 소성 전이는 하중에 의해 지배되었다.
- 인공타액 및 체액 등 수용액에서 산화환원 전위에 의해 치아수복물에 전기화학적 부식이 발생한다고 Lee 등[13]에 의해 보고 되었다. 특히, 치아수복용 합금 및 재료의 부식은 구강내의 산도, 습도, 온도, 염도 변화뿐만 아니라 합금의 표면상태도 큰 영향을 미치며 기공이나 석출물이 적을수록 부식저항성이 크다고 발표되었다. 본 연구에 사용된 인공타액은 pH 5.
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